Жұмсақ денелілердің (кальмар, осьминог) интеллектісі, жануарлардың ойлау қабілетін зерттеу. Омыртқасыздардың ең дамығандары, эволюциялық дамуы туралы мағлұмат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Басқұлаштылардың танымдық қабілетінің өлшемі
Measure of cognitive ability of cephalopods
Басқұлаштылардың интеллектуалдығы – моллюскалар класындағы басқұлаштылардың танымдық қабілетінің өлшемі. Интеллект әдетте ақпаратты және түсінік дағдыларын алу, сақтау, қайтару, біріктіру, салыстыру және жаңа контекстке қою процесі ретінде анықталады. Бұл критерийлерді адам емес жануарларда өлшеу қиын болғанымен, басқұлаштылар ең интеллектуалды омыртқасыз жануарлар болып табылады. Басқұлаштылардың интеллектуалдығын зерттеу жануарлардың танымдық қабілетін түсінуде маңызды салыстырмалық аспектіні құрайды, себебі ол омыртқалы жануарлардан түбегейлі өзгеше жүйке жүйесіне негізделген. Атап айтқанда, Coleoidea (кальмар, сепия және осьминогтер) подклассы ең интеллектуалды омыртқасыз жануарлар болып саналады және жануарлардағы озық танымдық эволюцияның маңызды мысалы болып табылады, алайда наутилус интеллектуалдығы да зоологтардың арасында қызығушылық тудырып отыр. Басқұлаштылардың интеллектуалдығы мен үйрену қабілетінің шегі биологиялық қауымдастықта даулы мәселе болып табылады, себебі омыртқасыз жануарлардың интеллектуалдығын сандық өлшеу өте күрделі. Бұған қарамастан, басқұлаштылардың кеңістіктік үйрену қабілеті, навигациялық дағдылары және хищниктік әдістерінің бар екені кеңінен мойындалған. Басқұлаштылар өздігінен дамыған сүтқоректілерге ұқсас интеллектуалдығының арқасында гипотетикалық интеллектуалды шетелдіктермен салыстырылады.
Cephalopod intelligence is a measure of the cognitive ability of the cephalopod class of molluscs. Intelligence is generally defined as the process of acquiring, storing, retrieving, combining, comparing, and recontextualizing information and conceptual skills. Though these criteria are difficult to measure in nonhuman animals, cephalopods are the most intelligent invertebrates. The study of cephalopod intelligence also has an important comparative aspect in the broader understanding of animal cognition because it relies on a nervous system fundamentally different from that of vertebrates. In particular, the Coleoidea subclass (cuttlefish, squid, and octopuses) is thought to be the most intelligent invertebrates and an important example of advanced cognitive evolution in animals, though nautilus intelligence is also a subject of growing interest among zoologists. The scope of cephalopod intelligence and learning capability is controversial within the biological community, complicated by the inherent complexity of quantifying non vertebrate intelligence. In spite of this, the existence of impressive spatial learning capacity, navigational abilities, and predatory techniques in cephalopods is widely acknowledged. Cephalopods have been compared to hypothetical intelligent extraterrestrials, due to their independently evolved mammal like intelligence.
Мидың көлемі мен құрылымы
Бас табандылардың миы үлкен және жақсы дамыған, олардың ми-дене массасының қатынасы омыртқасыз жануарлардың арасында ең жоғары, эндотермиялық және эктотермиялық омыртқалы жануарлардың аралығында орналасқан. Бас табандылардың жүйке жүйесі барлық омыртқасыз жануарлардың ішіндегі ең күрделі жүйе болып табылады. Бас табандылардың мантиясындағы алып жүйке талшықтары нейрофизиологияда көп жылдар бойы тәжірибелік материал ретінде кеңінен қолданылып келеді; олардың үлкен диаметрі (миелин қабатының болмауына байланысты) оларды басқа жануарлармен салыстырғанда зерттеуді салыстырмалы түрде жеңілдетеді.
Cephalopods have large, well developed brains, and their brain to body mass ratio is the largest among the invertebrates, falling between that of endothermic and ectothermic vertebrates. The nervous system of cephalopods is the most complex of all invertebrates. The giant nerve fibers of the cephalopod mantle have been widely used for many years as experimental material in neurophysiology; their large diameter (due to lack of myelination) makes them relatively easy to study compared with other animals.
Жауыздық
Басқа моллюскалардан өзгеше, барлық баспаяқтылар белсенді жыртқыштар болып табылады (үлкен тұмсықты және вампир қалампирінен басқа). Олардың жем іздеуі мен ұстауы олардың интеллектуалдық қабілеттерінің дамуына ықпал еткен эволюциялық күш болған деуге болады. Көптеген осьминогтердің негізгі тағамы – крабтар, олардың күшті қысқыштары және ұзақ қуып жете алмайтындықтан баспаяқтылардың тыныс алу жүйесіне салған салдары қиындықтар туғызады. Осындай қиындықтарға тап болғанда, осьминогтер лобстер тұзақтарын іздеп, ішіндегі жемді ұрлайды. Олар сондай-ақ балық аулау кемелеріне өрмелеп мініп, өлген немесе өлдеп жатқан крабтар сақталатын контейнерлерге жасырынады. Сондай-ақ, тұтқындағы баспаяқтылар аквариумдарынан шығып, зертхана еденімен біршама қашықтыққа жүзіп, басқа аквариумға крабтармен қоректену үшін кіріп, кейін өз аквариумдарына қайтады.
Unlike most other molluscs, all cephalopods are active predators (with the possible exceptions of the bigfin squid and vampire squid). Their need to locate and capture their prey has likely been the driving evolutionary force behind the development of their intelligence. Crabs, the staple food source of most octopus species, present significant challenges with their powerful pincers and their potential to exhaust the cephalopod's respiration system from a prolonged pursuit. In the face of these challenges, octopuses will instead seek out lobster traps and steal the bait inside. They are also known to climb aboard fishing boats and hide in the containers that hold dead or dying crabs. Captive cephalopods have also been known to climb out of their tanks, maneuver a distance of the lab floor, enter another aquarium to feed on the crabs, and return to their own aquariums.
Байланыс
Көптеген баспаяқтылар ең әлеуметтік жандар емес деп есептелсе де, шындығында өте әлеуметтік тіршілік етеді; өз түрлерінен оқшауланғанда кейбір түрлері балықтармен бірігіп жүзуі байқалған. Баспаяқтылар әртүрлі сигналдарды қолдана отырып, көру арқылы байланыса алады. Осы сигналдарды жасау үшін баспаяқтылар төрт түрлі байланыс элементін пайдаланады: хроматикалық (терінің түсі), терінің текстурасы (мысалы, қабыршақты немесе тегіс), дене күйі және қозғалыс. Дене сыртқы түрінің мұндай өзгерулері кейде полифенизм деп аталады. Кейбір басбаршылар хроматофорлардың жүйкелік бақылауы арқылы терісінің түсі мен бейнесін жылдам өзгерте алады. Бұл қабілет, әрине, көбінесе жасыну үшін пайда болған, бірақ кальмарлар түрлі жұптасу ритуалдарында бір-бірімен байланысу үшін түс, бейне және жарқырауды қолданады. Сегіз аяқтыларға психоактивті MDMA дәрісін қолданғанда, олардың әлеуметтесуге бейімділігі артады. Гумбольдт кальмары аң аулау тактикасында ерекше ынтымақтастық пен байланыс көрсетеді. Бұл омыртқасыз жануарларда кооперативтік аң аурудың алғашқы байқалуы. Кальмарлар сегіз аяқтылар мен семізбалықтардан сәл кем интеллектілі деп есептеледі; алайда, кальмардың әртүрлі түрлері әлдеқайда әлеуметтік және күшті әлеуметтік байланыс көрсетеді, соның салдарынан кейбір зерттеушілер кальмарлардың интеллектісі иттерге тең деп қорытындылайды.
Although believed to not be the most social of animals, many cephalopods are in fact highly social creatures; when isolated from their own kind, some species have been observed shoaling with fish. Cephalopods are able to communicate visually using a diverse range of signals. To produce these signals, cephalopods can vary four types of communication elements: chromatic (skin coloration), skin texture (e. g. rough or smooth), posture, and locomotion. Changes in body appearance such as these are sometimes called polyphenism. Some cephalopods are capable of rapid changes in skin colour and pattern through nervous control of chromatophores. This ability almost certainly evolved primarily for camouflage, but squid use color, patterns, and flashing to communicate with each other in various courtship rituals. Octopuses have been found to become more sociable when exposed to the psychoactive drug MDMA. The Humboldt squid shows extraordinary cooperation and communication in its hunting techniques. This is the first observation of cooperative hunting in invertebrates. It is believed that squids are slightly less intelligent than octopuses and cuttlefish; however, various species of squid are much more social and display greater social communications, etc., leading to some researchers concluding that squids are on par with dogs in terms of intelligence.
Оқу
Зертханалық тәжірибелерде сегізбалықтар әртүрлі пішіндер мен үлгілерді оңай ажырата алады, ал бір зерттеуде сегізбалықтардың байқау арқылы үйренуге қабілетті екені анықталды, бірақ бұл мәселе даулы. Сегізбалықтарды ойын ойнағандары да байқалған: аквариумдағы айналмалы тоққа қайта-қайта бөтелкелер мен ойыншықтарды жіберіп, содан кейін оларды ұстап алады. Жұмсақ денелілер (сефалоподтар) қоршаған ортаны жақсартудан нақты пайда көреді, бұл көптеген омыртқасыз жануарларда байқалмайтын мінез-құлық және нейрондық икемділікті көрсетеді. Әлеуметтік үйренуді зерттеуде қарапайым сегізбалықтар (байқаушылар) басқа сегізбалықтардың (көрнекілер) тек түсімен ғана ерекшеленетін екі нысанның біреуін таңдауын көруге мүмкіндік алды. Содан кейін байқаушылар көрнекілер таңдаған нысанды тұрақты түрде таңдады. Сегізбалықтар мен наутилустар да омыртқалы жануарлар сияқты кеңістіктік үйренуге қабілетті.
In laboratory experiments, octopuses can be readily trained to distinguish between different shapes and patterns, and one study concluded that octopuses are capable of using observational learning; however, this is disputed. Octopuses have also been observed in what has been described as play: repeatedly releasing bottles or toys into a circular current in their aquariums and then catching them. Cephalopods can demonstrably benefit from environmental enrichment indicating behavioral and neuronal plasticity not exhibited by many other invertebrates. In a study on social learning, common octopuses (observers) were allowed to watch other octopuses (demonstrators) select one of two objects that differed only in color. Subsequently, the observers consistently selected the same object as did the demonstrators. Both octopuses and nautiluses are capable of vertebrate like spatial learning.
Құралдарды қолдану
Сиырғақтар құралдарды қолдануда үлкен икемділік танытатыны көп рет дәлелденген. Кем дегенде, жолақты сиырғақтың (Amphioctopus marginatus) төрт жеке данасы тасталған кокос қабықтарын жинап, оларды манипуляциялап, біршама қашықтыққа тасымалдап, содан кейін баспана ретінде пайдалану үшін қайта жинағаны байқалған. Адамдар теңіз түбінде кокос қабықтарын кеңінен қолданар алдында, сиырғақтар осы мақсатта екі жақтаулы моллюскаларды қолданған болуы мүмкін деп болжанады. Басқа да теңіз жандары да ұқсас тәсілмен үй салады; көптеген шаңқан крабтары басқа түрлердің тасталған қабықтарын мекен ету үшін пайдаланады, ал кейбір крабтар камуфляж ретінде пайдалану үшін теңіз анемондаларын қабықтарына орналастырады. Алайда, бұл мінез-құлық сиырғақтың бекініс құру әрекетінің күрделілігінен кем, ол құралды кейінірек пайдалану үшін алып жүруді қамтиды. (Бұл пікірге көптеген биологтар қарсылық білдіреді, олардың пікірінше, қабықтар көліктік кезде теңіз түбінде тіршілік ететін жыртқыштардан қорғауды қамтамасыз етеді.) Сиырғақтар сонымен қатар қасақана тастар, қабықтар және тіпті сынған бөтелкелердің бөліктерін алып, қуыстарын тарылтатын қабырғалар құрады. Зертханалық зерттеулерде, кішкентай пигмейлік сиырғақ түрі – Octopus mercatoris, пластикалық Lego кірпіштерін пайдаланып, өздігінен қоршауын жабатыны байқалды. Жалпақ бас сиырғақтардың (Tremoctopus violaceus) кішкентай түрлері португалдық соғыс кемесінің (олардың уына иммунитеті бар) шоғырларын қорғану құралы ретінде де, және олжаны ұстау тәсілі ретінде де ұстайды.
The octopus has repeatedly been shown to exhibit flexibility in the use of tools. At least four individuals of the veined octopus (Amphioctopus marginatus) have been observed retrieving discarded coconut shells, manipulating them, transporting them some distance, and then reassembling them for use as shelter. It is surmised that the octopuses used bivalves for the same purpose before humans made coconut shells widely available on the sea floor. Other sea creatures construct homes in a similar manner; most hermit crabs use the discarded shells of other species for habitation, and some crabs place sea anemones on their carapaces to serve as camouflage. However, this behavior lacks the complexity of the octopus's fortress behavior, which involves picking up and carrying a tool for later use. (This argument remains contested by a number of biologists, who claim that the shells actually provide protection from bottom dwelling predators in transport.) Octopuses have also been known to deliberately place stones, shells, and even bits of broken bottles to form walls that constrict their den openings. In laboratory studies, Octopus mercatoris, a small pygmy species of octopus, has been observed to block its lair using plastic Lego bricks. Smaller individuals of the common blanket octopus (Tremoctopus violaceus) hold the tentacles of the Portuguese man o' war (whose venom they are immune to), both as means of protection and as a method of capturing prey.
Проблеманы шешу қабілеті
Сегізқарғыштар, кальмарлар және себуарлардың өте сезімтал сорғыштары мен ұстауға қабілетті қолдары заттарды ұстап, манипуляциялауға мүмкіндік береді. Алайда, омыртқалылардан айырмашылығы, сегізқарғыштардың моторлық дағдылары мидағы денелерінің картасына тәуелді болмайды, себебі күрделі қозғалыстарды ұйымдастыру қабілеті нақты бір қолмен байланысты емес деп саналады. Жұмсақ денелілер итеру немесе тарту әрекеттерін қажет ететін күрделі жұмбақтарды шеше алады, сондай-ақ ыдыстардың қақпақтарын бұрап, ішіндегі тамақты алу үшін акрил қораптардың құлыптарын аша алады. Олар жұмбақтардың шешімдерін жадында сақтайды және әртүрлі конфигурацияларда ұсынылған бірдей жұмбақты шешуге үйренеді. Тұтқындағы сегізқарғыштарға стимуляция қажет, әйтпесе олар әлсізденеді; бұл көбінесе түрлі ойыншықтар мен жұмбақтар түрінде болады. Германиядағы Кобург қаласындағы аквариумда Отто есімді сегізқарғыш өзге бақталас жануарларды лақтырып, аквариумның әйнегін сындырғаны белгілі. Отто бірнеше рет аквариумынан шығып, шамға су шашып, қысқа тұйықталуларға себепкер болды. Сонымен қатар, Стэнфорд зефир тәжірибесі арқылы сынағаннан кейін, жұмсақ денелілердің болашақты жоспарлау және сыйақыны өңдеу қабілеті бар екені дәлелденді.
The highly sensitive suction cups and prehensile arms of octopuses, squid, and cuttlefish allow them to hold and manipulate objects. However, unlike vertebrates, the motor skills of octopuses do not seem to depend upon mapping their body within their brains, as the ability to organize complex movements is not thought to be linked to particular arms. Cephalopods can solve complex puzzles requiring pushing or pulling actions, and can also unscrew the lids of containers and open the latches on acrylic boxes in order to obtain the food inside. They can also remember solutions to puzzles and learn to solve the same puzzle presented in different configurations. Captive octopuses require stimulation or they will become lethargic; this typically takes the form of a variety of toys and puzzles. At an aquarium in Coburg, Germany, an octopus named Otto was known to juggle his fellow tank mates around, as well as throw rocks to smash the aquarium glass. On more than one occasion, Otto even caused short circuits by crawling out of his tank and shooting a jet of water at the overhead lamp. Additionally, cephalopods have been shown to have the capacity for future planning and reward processing after being tested with the Stanford marshmallow experiment.
Қорғау заңнамасы
Өздерінің интеллектуалдық қабілеттерінің арқасында баспаяқтылар әдетте жануарларды сынау ережелерімен қорғалады, бұл ережелер көбінесе омыртқасыздарға қолданылмайды. 1993 жылдан 2012 жылға дейін Ұлыбританияда жалпы қалыпты осьтібас (Octopus vulgaris) 1986 жылғы «Жануарлар (ғылыми процедуралар)» заңы бойынша қорғалған жалғыз омыртқасыз болды. 2022 жылдан бері барлық омыртқалы жануарлар, баспаяқтылар және онбунақтылар «Жануарлардың әл-ауқаты (сезімталдық)» заңының 2022 жылғы нұсқасына сәйкес сезімтал деп танылды. Баспаяқтылар 2010 жылғы Еуропалық Одақтың «ғылыми мақсаттар үшін қолданылатын жануарларды қорғау туралы» директивасы бойынша қорғалатын жалғыз омыртқасыздар. 2019 жылы кейбір ғалымдар АҚШ-та да баспаяқтыларды қорғауды күшейтуге шақыру жасады.
Due to their intelligence, cephalopods are commonly protected by animal testing regulations that do not usually apply to invertebrates. In the UK from 1993 to 2012, the common octopus (Octopus vulgaris) was the only invertebrate protected under the Animals (Scientific Procedures) Act 1986. Since 2022, all vertebrates, cephalopods, and decapods have been recognised as sentient by the Animal Welfare (Sentience) Act 2022. Cephalopods are the only invertebrates protected under the 2010 European Union directive "on the protection of animals used for scientific purposes". In 2019, some scholars have argued for increased protections for cephalopods in the United States as well.